DE4224433C2 - Hauptzylinder mit Pedalwegübersetzung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hauptzylinder nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Die heute bekannten Hauptzylinder, seien es nun Hauptzylinder mit Schnüffellöchern, mit Zentralventilen oder in gemischter Bauweise, weisen kunstruktionsbedingt einen nicht unerheblichen Leerweg auf. Dieser Leerweg ist über das Bremsgerät und die Pedalübersetzung auch für den Fahrer am Bremspedal deutlich spürbar. Einen derartigen Hauptzylinder zeigt die DE 40 32 873 A1.

Es ist eine Reihe von Versuchen unternommen worden, den Leerweg durch Einstellen der Lage des Kolbens gegenüber der durch das Pedal betätigten Druckstange zu verkürzen.

Aufgabe der Erfindung ist es, für die gewünschte Verminderung des Leerweges eine Lösung anzugeben, die unter anderem auch derartige Einstellvorgänge vermeidet.

Die vorliegende Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch die sich aus dem Hauptanspruch ergebende Merkmalskombination.

Die Erfindung besteht im Prinzip also darin, durch eine Weg­ übersetzung den Leerweg durch einen vergleichsweise kleinen Weg der Druckstange und damit des Pedals zu überwinden. Nach Überwindung des Leerweges wird dann die Relativbewegung zwi­ schen von der Pedale angetriebener Druckstange und Pilz­ druckstange, deren Bewegung der Kolben folgt, ohne eine wei­ tere Wegübersetzung betrieben, so daß keine Relativbewegung zwischen den beiden Stangen mehr stattfindet.

Selbstverständlich ist es nicht zwingend notwendig, daß die Wegübersetzung genau an dem Punkt endet, wo auch der Leerweg endet oder anders ausgedrückt, die Verbindung zwischen der Arbeitskammer und dem Nachlaufbehälter unterbrochen wird. Vielmehr kann auch in zweckmäßiger Weise entsprechend der Merkmalskombination nach Anspruch 2 die Wegübersetzung wei­ terreichen als der Leerweg. Die Übersetzung kann aber auch über eine kürzere Strecke als der Leerweg erfolgen, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Eine besonders einfache Ausgestaltung der Wegübersetzung er­ hält man durch Anwendung der Merkmale nach Anspruch 3.

Für diese Übersetzungsmöglichkeit nach Anspruch 3 ergibt sich eine besonders einfache konstruktive Lösung durch die Anwendung der Merkmalskombination nach Anspruch 4. Dabei wird durch eine gehäusefeste Kurvenbahn das Wegübersetzungs­ glied in eine Richtung bewegt, durch welche es die Lage von Druckstange und Pilzdruckstange zueinander im Sinne einer Verlängerung der Gesamtlänge der beiden Stangen bei einer Bewegung der Stangen in Richtung zum Kolben hin vergrößert. In entgegengesetzter Richtung findet eine entsprechende Ver­ minderung der Gesamtlänge der beiden Stangen statt, wobei diese Veränderung im wesentlichen auf der Strecke des Leer­ weges stattfindet.

Eine Vereinfachung zu dieser Wirkungsweise läßt sich durch Anwendung der Merkmale nach Anspruch 6 erreichen.

Um die reversible Wirkung des Wegübersetzungsgliedes je nach Bewegungsrichtung der Druckstange zu erreichen, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Verwendung der Merk­ male nach Anspruch 7.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an­ hand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel mit einer hebelför­ migen Wegübersetzungseinrichtung,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einer keilför­ migen Wegübersetzungseinrichtung,

Fig. 3 eine Vorderansicht des gemäß dem Ausführungsbei­ spiel nach Fig. 2 beschriebenen Keils,

Fig. 4 eine gegenüber Fig. 2 abgewandelte Ausführungsform mit Rückholfeder und

Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel mit Kugeln aufwei­ sender Wegübersetzungseinrichtung.

Bei der Beschreibung der nachfolgenden Ausführungsbeispiele wird auf die dargestellten Einzelheiten nur insoweit einge­ gangen, wie sie für die Erfindung wesentlich sind.

Fig. 1 zeigt ein Gehäuse 6 mit daran befestigter, im wesent­ lichen zylinderförmiger Führungshülse 4. In der Führungshül­ se 4 wird der hohlzylinderförmige Kolbenschaft 3 eines Kol­ bens 5 geführt, der mit Dichtungen versehen eine in den Fi­ guren nicht dargestellte Arbeitskammer im Zylinder 6 be­ grenzt.

Bisher wird der Hauptzylinder derart betätigt, daß eine Druckstange 1 auf eine gegenüber dieser unbewegliche oder ggf. einstückig verbundene Pilzdruckstange 2 einwirkt, wel­ che wiederum durch Bewegung in Längsrichtung des Kolbens den Kolben 5 verschiebt. Dabei läuft der Kolben von seiner, in der Figur darstellten Ausgangsstellung, in der eine Verbin­ dung zwischen der Arbeitskammer und dem Ausgleichsbehälter besteht, über einen Leerweg bis zu dem Punkt, an dem die nun erreichte Kolbenstellung für ein Verschließen der Verbindung zu dem Ausgleichsbehälter sorgt, so daß nunmehr Druck in der Arbeitskammer aufgebaut werden kann.

Um erfindungsgemäß zu erreichen, daß während der Bewegung des Kolbens aus seiner in Fig. 1 gezeigten Ausgangsstellung bis zum Erreichen des Leerwegpunktes, der Kolben 5 sich schneller bewegt als die Druckstange 1, ist zwischen die Pilzdruckstange 2 und die Druckstange 1 eine Wegüberset­ zungseinrichtung 7 angeordnet.

Diese Wegübersetzungseinrichtung 7 besteht gemäß Fig. 1 aus einem Übersetzungshebel 8, welcher über ein Drehlager 9 ge­ genüber der Druckstange 1 drehbar angeordnet ist.

Am in Fig. 1 rechten Ende der Führungshülse 4 ist eine Kur­ venbahn 10 vorgesehen, an welcher das die Kurvenbahn 10 ab­ tastende Hebelende 11 bei einer Bewegung der Druckstange 1 nach links entlanggleitet und dabei radial nach innen verschoben wird.

Das Hebelende kann beispielsweise aus einer drehbar gelagerten Führungsrolle, einem kugelförmigen Abtastkopf oder einer ähnlichen Einrichtung bestehen, die die Reibung des Hebels 8 an der Kurvenbahn 10 vermindert. Durch die Drehung des Hebels 8 wird das an der Pilzdruckstange 2 angreifende Schubende 12 des Hebels 8 gegenüber der Pilzdruckstange 2 nach links bewegt, so daß die Pilzdruckstange 2 gegenüber der Druckstange 1 eine nach links gerichtete Relativbewegung durchführt. Im Ergebnis bewegt sich somit die Pilzdruckstange 2 schneller als die Druckstange 1. Die Größe der Geschwindigkeit wird durch die Abrollkurve 13 am Schubende 12 des Hebels 8, die Kurvenbahn 10 und die Hebelübersetzung festgelegt.

Hat das Hebelende 11 nach einer entsprechenden Linksbewegung der Druckstange 1 seinen radial am tiefsten liegenden Punkt erreicht, so gleitet das Hebelende auf der inneren Mantelfläche der Führungshülse 4 und die Schwenkbewegung 8 des Hebels ist beendet. Damit folgt die Pilzdruckstange 2 und damit der Kolben 5 der Bewegung der Druckstange 1, so daß zwischen diesen Elementen keine Relativbewegung mehr stattfindet.

Bei einer nach rechts gerichteten Bewegung des Kolbens 5 in Richtung zu seiner Ruhestellung hin, finden entsprechend entgegengesetzt gerichtete Bewegungen der Pilzdruckstange 2, des Hebels 8 und der Druckstange 1 statt. Durch die dann in Fig. 1 nach rechts gerichtete Bewegung der Pilzdruckstan­ ge 2 schwenkt der Hebel 8 entgegen dem Uhrzeigersinn so weit, wie es die Innenfläche der Führungshülse 4 sowie die Kurvenbahn 10 zuläßt, bis schließlich der in Fig. 1 gezeigte Ausgangszustand wieder erreicht ist.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 bis 4 werden die einzelnen Baugruppen nur so weit beschrieben, wie sie in ihrer Arbeitsweise und Ausgestaltung von Fig. 1 ab­ weichen. Der wesentliche Unterschied des zweiten Ausfüh­ rungsbeispiels gegenüber Fig. 1 besteht in einer geänderten Wegübersetzungseinrichtung, die durch einen Keil 14 darge­ stellt ist. Durch die Bewegung des in Fig. 2 oberen Keilen­ des 15 auf der Kurvenbahn 10 wird der Keil 14 nach unten verschoben, wodurch er die Pilzdruckstange 2 von der Druck­ stange 1 weg in Fig. 2 nach links bewegt.

Der Keil hat, wie aus Fig. 3 ersichtlich, eine Führungsöff­ nung 18, welche eine Führungsverlängerung 19 der Pilzdruck­ stange 2 aufnimmt, so daß die beiden Arme 17 (siehe Fig. 3) die Führungsverlängerung 19 umfassen. Die keilförmig zuein­ ander stehenden Seitenflächen 20 des Keils 14 sorgen bei ei­ ner Radialbewegung des Keils 14 für eine Vergrößerung des Abstands zwischen Druckstange 1 und Pilzdruckstange 2 und damit für die oben beschriebene Relativbewegung. Bei einer Rückwärtsbewegung des Kolbens 5 finden, wie weiter oben schon im Zusammenhang mit Fig. 1 erläutert, die beschriebe­ nen Vorgänge in umgekehrter Richtung statt. Um hier die ra­ dial nach außen gerichtete Bewegung des Keils 14 zu unter­ stützen, ist gemäß Fig. 4 in Ergänzung zu Fig. 2 eine Rück­ holfeder 21 vorgesehen, die der Reibkraft des Keils auf den beiden Stangen 1, 2 bei seiner Bewegung radial nach außen entgegenwirkt.

Fig. 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel, wobei gegenüber Fig. 2 der Keil 14 durch Kugeln 22 ausgetauscht wurde, die in Verbindung mit der Kugelbahn 10 die Wegübersetzungseinrichtung 7 bilden. Die Arbeitsweise ist der bei Verwendung des Keils nach Fig. 2 analog, nur daß hier anstatt eines Hebels (Fig. 2) oder eines Keils mehrere Kugeln vorgesehen sind.

Um bei einer Rückwärtsbewegung des Kolbens 5 nach rechts in seine in Fig. 5 gezeigte Ausgangslage die Bewegung der Kugeln 22 radial nach außen zu unterstützen, ist eine Rückholfeder 23 vorgesehen.

Wie aus den gezeigten Ausführungsbeispielen ersichtlich, ist zwischen den beiden Stangen immer ein Anschlag 25 vorgesehen, so daß die Druckstange 1 die Pilzdruckstange 2 auch dann sicher bewegt, wenn die Wegübersetzung 7 aus irgendeinem Grunde ausfällt.

Der für die anfängliche Wegübersetzung geringfügig erhöhte Kraftbedarf wird leicht durch die Bedienungsperson aufgebracht, da die Wegübersetzung in einem Bereich wirksam wird, in dem die Schnüffellöcher bzw. Zentralventile noch nicht oder gerade erst geschlossen sind, d. h. es wird noch kein Druck bzw. ein sehr geringer Druck (ein Druck unterhalb des Anlegedruckes der Beläge) aufgebaut. Der erhöhte Kraftaufwand ist somit für die Bedienungsperson kaum merklich.

Man erhält somit durch die Erfindung eine Leerwegreduzierung ohne Sicherheitsnachteile, mit geringerem Fußraumbedarf im Pedalbereich der Bedienungsperson, eine einfache Wegüberset­ zungsmechanik und hat kein Sicherheitsrisiko bei Ausfall der Wegübersetzung, wobei die beschriebene Einrichtung kosten­ günstig herstellbar ist.

Claims (8)

1. Hauptzylinder für hydraulische Bremsanlagen, bei dem ein Kolben (5) über eine durch Pedalkraft betätigte Druck­ stange (1) nach Überwindung eines Leerweges eine Arbeits­ kammer gegenüber einem Nachlauf verschließt und nachfol­ gend das Druckmittel in der Arbeitskammer verdichtet, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen Druck­ stange (1) und Kolben (5) eine Wegübersetzungseinrichtung (7) vorgesehen ist, durch deren Betätigung der Kolben ei­ nen größeren Weg zurücklegt, als die Kolbenstange (1).

2. Hauptzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wegübersetzungseinrichtung (7) mindestens so lange wirksam ist, bis der Kolben (5) in­ folge der erreichten Kolbenstellung die Verbindung der Arbeitskammer zum Nachlauf (Schnüffellöcher, Zentralven­ til) unterbrochen hat.

3. Hauptzylinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegüber­ setzungseinrichtung (7) eine Hebelübersetzung (8), eine Keilübersetzung (14) oder eine Kugelübersetzung (22) ist.

4. Hauptzylinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (6, 4) des Hauptzylinders mit einer Kurvenbahn (10) verse­ hen ist, daß die mit der Pedale verbundene Druckstange (1) über ein Wegübersetzungsglied (8, 14, 22) und eine nachgeschaltete Druckpilzstange (2) am Kolben (5) angreift, wobei durch die Bewegung des Wegübersetzungsgliedes (8, 14, 22) infolge der Wirkung der Kurvenbahn (10) eine Relativbewegung der Druckpilzstange (2) gegenüber der Druckstange (1) bewirkt wird.

5. Hauptzylinder nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (6, 4) mit einer gehäu­ sefesten Führungshülse (4) versehen ist, die die Kurvenbahn (10) trägt, wobei durch die Kurvenbahn (10) das auf ihr geführte Ende (11, 15) des Wegübersetzungsgliedes (8, 14, 22) bei einer Bewegung in Kolbenlängsrichtung quer zu dieser Richtung verschoben wird und dadurch die Relativbewegung zwischen Druckstange (1) und Druckpilzstange (2) bewirkt.

6. Hauptzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Druckpilzstange (2) gegenüber der Druckstange (1) vorzugsweise in dieser längs verschiebbar geführt ist.

7. Hauptzylinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Federelement (21, 23) vorgesehen ist, welches zumindest indirekt auf das Wegübersetzungsglied (8, 14, 22) wirkt, wobei die Krafteinwirkung entgegen der von der Kurvenbahn (10) auf das Ende (11, 15) des Übersetzungsgliedes ausgeübte Bewegungsrichtung gerichtet ist.

8. Hauptzylinder nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Druckpilzstange (2) und der Druckstange (1) ein Anschlag (25) vorgesehen ist.